Оглавление

Глава 1.

Волновые свойства частиц

1.1.    Гипотеза де Бройля

   1.1.1.  Масса фотона

   1.1.2.  Опыт Дэвиссона и Джермера

   1.1.3.  Дифракция нейтронов 

   1.1.4.  Опыт Штерна и Эстермана

   1.1.5.  Частица в потенциальной яме

1.2.    Принцип неопределенности

   1.2.1.  Мысленный опыт Гайзенберга

   1.2.2.  Парадокс Эйнштейна

   1.2.3.  Давление частицы в потенциальной яме

   1.2.4.  Гармонический осциллятор. Нулевые колебания

   1.2.5.  Атом гелия

   1.2.6.  Диаметр пятна от пучка атомов серебра.

   1.2.7.  Эффект Вавилова-Черенкова

   1.2.8.  Комптоновское рассеяние на атомных электронах

   1.2.9.  Измерение силы

   1.2.10.  Естественная ширина спектральной линии

Глава 2.

Основы квантовой теории

2.1. Уравнение Шредингера

   2.1.1. Свободная частица

   2.1.2. Преобразования Галилея.

   2.1.3. Частица в одномерном потенциальном поле

   2.1.4. Ортогональность волновых функций

2.2. Квантование энергии и момента импульса

   2.2.1. Гармонический осциллятор

   2.2.2. Осциллятор в электрическом поле

   2.2.3. Осциллятор в трехмерном пространстве

   2.2.4. Трехмерный изотропный осциллятор

   2.2.5. Квантование момента импульса

   2.2.6. Ротатор

   2.2.7. Атом водорода

   2.2.8. Потенциал атома водорода

   2.2.9. Дейтрон

   2.2.10. Соотношение неопределенностей в форме Вейля

2.3. Потенциальные барьеры и ямы

   2.3.1. Прямоугольный потенциальный барьер

   2.3.2. Барьер конечной ширины

   2.3.3. Частица в потенциальной яме

   2.3.5. Энергетическое уширение в кристалле

Глава 3. 

Физика атомов и молекул

3.1. Сдвиг и ширина спектральных линий

   3.1.1. Сдвиг частоты излучения атома водорода

   3.1.2. Движущиеся газоразрядные лампы

   3.1.3. Время жизни возбужденных атомов

   3.1.4. Оценка температуры излучающих атомов

   3.1.5. Ударное уширение линий

3.2. Характеристическое рентгеновское излучение

   3.2.1. Появление   - линии

   3.2.2. Сплошной рентгеновский спектр

   3.2.3. Энергия связи  - электронов титана

   3.2.4. Скорость фотоэлектронов

3.3. Молекулярные спектры

   3.3.1. Энергетический спектр двухатомных молекул

   3.3.2. Момент инерции молекулы водорода

   3.3.3. Отношение энергии квантов колебаний и вращения

   3.3.4. Амплитуда нулевых колебаний молекул

   3.3.5. Энергия диссоциации и нулевые колебания

Глава 4.

Фононы в кристаллической решетке

4.1. Фононы

   4.1.1. Закон дисперсии для одномерного кристалла

   4.1.2. Закон дисперсии для одномерной цепочки атомов с разной массой

   4.1.3. Закон дисперсии для двух- и трехмерной решетки

   4.1.4. Колебания ограниченной цепочки атомов.

   4.1.5. Число колебаний в двух- и трехмерном кристалле

   4.1.6. Рассеяние фотонов на фононах

4.2. Колебания атомов и тепловые свойства

   4.2.1. Внутренняя энергия колебаний решетки кристалла

   4.2.2. Теплоемкость твердого тела

   4.2.3. Нагрев металлической пленки

   4.2.4. Дебаевская температура

   4.2.5. Фононное давление

   4.2.6. Размер кристаллов поваренной соли

   4.2.7. Тепловое расширение твердых тел

Глава 5.

Электроны в металлах

5.1. Распределение Ферми-Дирака

   5.1.1. Уровень Ферми в металлах при низких температурах

   5.1.2. Ширина «размытия» распределения Ферми-Дирака

   5.1.3. Вероятность заполнения состояний вблизи уровня Ферми

   5.1.4. Энергия Ферми и скорость электронов

   5.1.5. Энергия Ферми и температура вырождения жидкого гелия

   5.1.6. Давление электронного газа

   5.1.7. Сжимаемость электронного газа

   5.1.8. Концентрация свободных электронов в металле

   5.1.9. Плотность тока термоэмиссии

   5.1.10. Контакт двух металлов

5.2. Динамика электронов в кристаллической решетке

   5.2.1. Закон дисперсии для электронов в одномерной кристаллической решетке.

   5.2.2. Закон дисперсии электронов при наличии примесей в решетке

   5.2.3. Эффективная масса электрона

   5.2.4. Закон дисперсии для электронов в трехмерной решетке

5.3. Фермиевские электроны

   5.3.1. Фермиевский импульс электрона в кубической решетке

   5.3.2. Доля электронов в возбужденных состояниях

   5.3.3. Размер кристалла для определения его электронной теплоемкости

   5.3.4. Теплоемкость электронного газа

   5.3.5. Фермиевская скорость электронов в одномерном кристалле

   5.3.6. Движение электрона в одномерном металле во внешнем электрическом поле

Глава 6.

Электроны и дырки в полупроводниках

6.1. Концентрация носителей заряда в чистых полупроводниках

6.2. Уровень Ферми в чистых полупроводниках

6.3. Уровень Ферми в полупроводниках   - типа

6.4. Ширина запрещенной зоны и энергия активации

6.5. Температурный коэффициент сопротивления

6.6. Время жизни электронов и дырок

6.7. Переменная ширина запрещенной зоны

6.8. Контактные явления в полупроводниках

Глава 7.

Макроскопические проявления квантовых законов

7.1. Уравнение Шредингера в магнитном поле

7.2. Макроскопическое представление волновой функции

7.3. Волновая функция для электронов при низких температурах

7.4. Квантование магнитного потока

7.5. Переходы Джозефсона

7.6. Джозефсоновская генерация

7.7. Сверхпроводящие квантовые интерферометры

7.8. Применения слабой сверхпроводимости

7.9. Квантовый эффект Холла

Приложение 1.

Значения некоторых определенных интегралов

Приложение 2. 

Основные физические постоянные

Приложение 3.

Формулы некоторых величин в гауссовой системе и СИ

Список рекомендуемой литературы